JP2004192002A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ベンド配向可能な液晶層と、ベンド配向された該液晶層を透過する光によって画像を表示する複数の画素4からなる表示画面と、画像情報の画素毎の輝度情報に対応して画素電圧を全ての上記画素の液晶層に順次印加する画素電圧印加手段とを備え、該画素電圧の印加により上記光の透過率を変化させることによって上記画像情報に対応した画像を上記表示画面に表示する液晶表示装置1において、上記画素電圧印加手段は、上記順次印加の際に上記画素4の液晶層に印加される電圧とともに上記画素電圧を形成するようにして、該順次印加後に容量結合を通じて、上記液晶層のベンド配向からスプレイ配向への逆転移を防止するためのオフセット電圧を上記画素4に印加するものである。
【選択図】 図17
Description
社団法人電気通信学会 信学技報 EDI98-144 199頁
図1は本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図、図2は図1の液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図、図3は図1の液晶表示素子の画素の構成を模式的に示す平面図、図4は補助容量電極の構成を示す断面図、図5は画素の等価回路を示す回路図である。
そして、通常、画素電極6には、この補償電圧Vccを見越した電圧、すなわち、
Vp'=Vs+Vcc
が印加される設計になっている。
Vp'(当初値)=Vs+Cst/(Cst+Cgd+Clc(100))×Vge(+)
となるが、これが液晶の応答によって、
Vp'(飽和値)=Vs+Cst/(Cst+Cgd+Clc(0))×Vge(+)
に変化する。
Clc(100)<Clc(0)
の関係があるため、
Vp'(当初値)>Vp'(飽和値)
の関係になる。
つまり、通常駆動では、液晶の誘電率の変化が液晶の応答を損なうように画素電圧Vp'を変化させるような構成となっていたのである。
画素電極への補償電圧供給方式は、前段側ゲート方式には限られない。補償電圧は、基本的に、画素電極に容量的に結合された電極から供給されればよい。
上記構成例では、容量結合されたゲート電極から補償電圧を供給することで該補償電圧を自動的に重畳するよう構成されているが、本発明の本質は、補償電圧を液晶表示素子の透過率の変化が加速されるような方向に印加することにあるので、上述した容量結合を用いずともこれを実現することは可能である。そこで、本変形例では、そのような補償電圧印加回路を構成したものである。
本実施の形態によればCC駆動のOCB液晶モードとすることによりさらなる高速化が可能であるが、本変形例は、この構成に、フィールド期間内に黒画面をを挿入する構成を組み合わせたものである。このような構成とすると、動画の切れ、すなわち視認性が向上する。ここで、本明細書では、フィールド期間とは、1画面分の画像情報(ここでは映像信号)を一定周期で書き込むその周期を意味する。また、フィールド期間内において、1画面分の画像情報を全画素に順次書き込む期間を画像情報書き込み期間という。また、フィールド期間内において、黒画面を書き込む期間を黒画面挿入期間という。本変形例では、画像情報書きこみ時間がフィールド期間の90%よりも小さいときに効果的であった。例えば、黒画面挿入期間をフィールド期間の10%以上に設定すると、液晶がスプレイ配向に戻り難くなる、すなわち逆転移防止の効果があった。また、画像情報書きこみ期間をフィールド期間の半分以下に設定すると、残りの期間を黒画面挿入期間とすることができるので、視認性をさらに向上することができる。なお、黒画面表示用の電圧は、黒レベル用又は略黒用の電圧、及び黒レベル用以上の電圧のいずれであってもよい。
本変形例は、フィールド期間内の黒画面挿入期間にバックライトを消灯させるようにしたものである。具体的には、図1の構成において、照明用コントローラ17が、黒画面挿入期間の全期間に渡って光源15をオフするよう点灯回路16を制御する。このような構成とすると、黒画面挿入による視認性の向上と消費電力の低減との双方を達成することができる。
本変形例は、CC駆動のTN液晶モードによる液晶表示装置において、セル厚を3μm以下にしたものである。このような構成とすると、セル厚が小さくなる分、液晶内に生じる電界強度が大きくなるので、それにより、高速応答が可能になる。そして、特にセル厚が3μm以下の場合には、上記CC駆動のOCB液晶モードの場合と同様に「倍速駆動」が可能であった。なお、この構成において、液晶材料を、誘電率異方性及び誘電比について上記と同様に選択することにより、さらに応答の高速化が可能であることは言うまでもない。
実施の形態1で用いたCC駆動は、高速化以外にも駆動電圧を最適化できるメリットがある。そこで、本発明の実施の形態2は、このCC駆動を利用してオフセット電圧を印加するようにしたものである。
実施の形態3
本発明の実施の形態3は、液晶表示装置の起動時におけるスプレイ配向からベンド配向への転移にCC駆動を利用したものである。
2 ゲート電極
3 ソース電極
4 画素
5 スイッチング素子
6 画素電極
7 補助容量電極
8 対向電極
9 絶縁層
10 絶縁層
11 ゲートドライバ
12 ソースドライバ
13 表示用コントローラ
14 映像信号
15 光源
16 点灯回路
17 照明用コントローラ
18 バックライト
19 表示制御回路
30 積み上げ電圧印加回路
31 容量線
32,33 フィールドメモリ
34 差分演算回路
35 補償電圧生成回路
41 コンタクトホール
101 対向基板
102 TFT基板
103 液晶
104 位相差板
105 偏光板
106 液晶表示素子
Cgd 画素電極とゲート電極との間の浮遊容量
Clc 液晶容量
Cst 補助容量
Sg ゲート信号
Ss ソース信号
T1 転移電圧印加期間
T2 休止期間
T3 転移期間
Ta 書き込み期間
Tf フィールド期間
Th 保持期間
Tp 積み上げ期間
Tr 残りの期間
Vcc 積み上げ電圧(積み上げ電圧)
Vcom 対向電圧
Vp 設定画素電圧
Vp' 画素電圧
Vs ソース信号の振幅
Claims (17)
- ベンド配向可能な液晶層と、ベンド配向された該液晶層を透過する光によって画像を表示する複数の画素からなる表示画面と、画像情報の画素毎の輝度情報に対応して画素電圧を全ての上記画素の液晶層に順次印加する画素電圧印加手段とを備え、該画素電圧の印加により上記光の透過率を変化させることによって上記画像情報に対応した画像を上記表示画面に表示する液晶表示装置において、
上記画素電圧印加手段は、上記順次印加の際に上記画素の液晶層に印加される電圧とともに上記画素電圧を形成するようにして、該順次印加後に容量結合を通じて、上記液晶層のベンド配向からスプレイ配向への逆転移を防止するためのオフセット電圧を上記画素に印加するものであることを特徴とする液晶表示装置。 - 上記複数の画素をゲート電極を通じて順次走査するゲート駆動手段を有し、上記画素電圧印加手段が、上記走査される画素の液晶層に上記画像情報の画素の輝度情報に基づいた基電圧をソース電極を通じて印加するソース駆動手段、及び上記走査後に上記画素に上記容量結合を通じて上記基電圧とともに上記画素電圧を形成するようにオフセット電圧を印加するオフセット電圧印加手段を有し、上記容量結合が、画素電極と上記走査方向における前段側のゲート電極との間に形成されてなる請求項1記載の液晶表示装置。
- 上記容量結合が、画素電極と専用の容量線との間に形成されてなる請求項1記載の液晶表示装置。
- 上記オフセット電圧が1v以上である請求項1記載の液晶表示装置。
- 上記オフセット電圧が、上記液晶層のベンド配向からスプレイ配向への逆転移電圧を上回るものである請求項1記載の液晶表示装置。
- 1フィールドの画像情報を一定周期で書き込むその周期であるフィールド期間内に、略黒の画面を上記表示画面に表示するよう構成されてなる請求項1記載の液晶表示装置。
- 上記表示画面は、略矩形で対角線の長さが10インチ以上のものである請求項1記載の液晶表示装置。
- 上記対角線の長さが15インチ以上である請求項7記載の液晶表示装置。
- ベンド配向に転移可能な液晶層と、ベンド配向された該液晶層を透過する光によって画像を表示する複数の画素からなる表示画面と、画素電圧印加手段とを備え、該画素電圧の印加により上記光の透過率を変化させることによって上記画像情報に対応した画像を上記表示画面に表示する液晶表示装置において、
上記画素の液晶層が、容量結合を通じて該画素の液晶層に印加される電圧を利用してベンド配向に転移することを特徴とする液晶表示装置。 - 上記転移動作に先立って上記画素の液晶層に電圧を印加しない休止期間を有する請求項9記載の液晶表示装置。
- 上記複数の画素をゲート電極を通じて順次走査するゲート駆動手段を有し、上記画素電圧印加手段が、上記走査される画素の液晶層に上記画像情報の画素の輝度情報に基づいた基電圧をソース電極を通じて印加するソース駆動手段、及び上記走査後に上記画素に上記容量結合を通じて上記基電圧とともに上記画素電圧を形成するように積み上げ電圧を印加する積み上げ電圧印加手段を有し、上記積み上げ電圧を上記画素の液晶層のベンド配向への転移に利用してなる請求項10記載の液晶表示装置。
- 上記容量結合が、画素電極と上記走査方向における前段側のゲート電極との間に形成されてなる請求項11記載の液晶表示装置。
- 上記容量結合が、画素電極と専用の容量線との間に形成されてなる請求項9記載の液晶表示装置。
- 上記積み上げ電圧印加手段としての上記ゲート駆動手段が、上記転移時に全ての画素を順次走査しながら上記積み上げ電圧を各画素に印加するものである請求項12記載の液晶表示装置。
- 上記ソース駆動手段が交流の転移用の電圧値を有する上記基電圧を出力するものであり、上記ゲート駆動手段が、上記休止期間中には、上記画素毎に設けられたスイッチング素子が上記走査時及びそれ以外の時にそれぞれ導通及び遮断となる2つの電圧レベルを有するゲート信号を出力し、上記転移期間中には、上記2つの電圧レベルに加えて、上記走査の直後に上記基電圧の極性に対応する極性の上記積み上げ電圧を印加可能な2つの電圧レベルを有するゲート信号を出力するものである請求項14記載の液晶表示装置。
- 上記ソース駆動手段が直流の転移用の電圧値を有する上記基電圧を出力するものであり、上記ゲート駆動手段が、上記休止期間中には、上記画素毎に設けられたスイッチング素子が上記走査時及びそれ以外の時にそれぞれ導通及び遮断となる2つの電圧レベルを有するゲート信号を出力し、上記転移期間中には、上記2つの電圧レベルに加えて、上記走査の直後に上記基電圧の極性と同じ極性の上記積み上げ電圧を印加可能な1つの電圧レベルを有するゲート信号を出力するものである請求項14記載の液晶表示装置。
- TNモードの液晶層と、該液晶層を透過する光によって画像を表示する表示画面と、連続するフィールドからなる画像情報の該フィールド毎の輝度情報に対応して液晶電圧を上記液晶層に印加する液晶電圧印加手段とを備え、該液晶電圧の印加により上記光の透過率を変化させることによって上記画像情報のフィールドに対応した画像を順次上記表示画面に表示する液晶表示装置において、
上記液晶電圧印加手段は、相前後する上記フィールド間で上記輝度情報が変化した場合に、次のフィールドにおける印加までに上記輝度情報に対応した電圧となるように大きさが変化する上記液晶電圧を印加し、かつ、その対応する液晶電圧が増加するように上記輝度情報が変化する場合には、過大になった後該輝度情報に対応する大きさになるように変化する液晶電圧を印加し、その対応する液晶電圧が減少するように上記輝度情報が変化する場合には、過小になった後該輝度情報に対応する大きさになるように変化する液晶電圧を印加するものであり、上記液晶層の厚みが3μm以下であることを特徴とする液晶表示装置。
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